JP2024013124A - Semiconductor module and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストを低減する。
【解決手段】フレーム部1の上面に半導体素子5,6が実装されている。フレーム部1の下面にヒートシンク12が接合されている。ヒートシンク12の下面に絶縁シート13が設けられている。封止材14がフレーム部1、半導体素子5,6、ヒートシンク12を封止してモジュール本体15を構成する。ヒートシンク12の厚みはモジュール本体15の厚みの50%以上である。
【選択図】図1
[Problem] To reduce manufacturing costs.
Semiconductor elements (5, 6) are mounted on the upper surface of a frame part (1). A heat sink 12 is bonded to the lower surface of the frame portion 1. An insulating sheet 13 is provided on the lower surface of the heat sink 12. The sealing material 14 seals the frame portion 1, the semiconductor elements 5 and 6, and the heat sink 12 to form a module body 15. The thickness of the heat sink 12 is 50% or more of the thickness of the module body 15.
[Selection diagram] Figure 1
Description
本開示は、半導体モジュール及びその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a semiconductor module and a method for manufacturing the same.
高放熱性を有する樹脂混合物の絶縁シートを用いたトランスファーモールド型パワーモジュールが家電製品などの幅広い分野で用いられている。フレーム部の上面に半導体素子が実装され、放熱性を向上するためにフレーム部の下面にヒートシンクが設けられる。モジュール内部の電力回路と外部とを絶縁するために絶縁シートが設けられる。 Transfer mold type power modules using insulating sheets made of resin mixtures with high heat dissipation properties are used in a wide range of fields such as home appliances. A semiconductor element is mounted on the upper surface of the frame, and a heat sink is provided on the lower surface of the frame to improve heat dissipation. An insulating sheet is provided to insulate the power circuit inside the module from the outside.
従来、絶縁シートはフレーム部とヒートシンクとの間に配置されていた。しかし、絶縁シートが発熱源である半導体素子に隣接しているため、絶縁シートを高耐熱性にする必要があった。ヒートシンクの下面に絶縁シートを設けた構成も提案されている(例えば、特許文献1参照)が、それだけでは絶縁シートの温度上昇を十分に抑制することはできなかった。 Conventionally, an insulating sheet has been placed between a frame portion and a heat sink. However, since the insulating sheet is adjacent to the semiconductor element, which is a heat source, it was necessary to make the insulating sheet highly heat resistant. A configuration in which an insulating sheet is provided on the lower surface of the heat sink has also been proposed (for example, see Patent Document 1), but this alone has not been able to sufficiently suppress the temperature rise of the insulating sheet.
絶縁シートを高耐熱性にするためには、フィラーの含有率を調整するか、樹脂材料を変更せざるを得ない。これらの変更により絶縁シートが高価なものになるため、製造コストが上昇するという問題があった。 In order to make an insulating sheet highly heat resistant, it is necessary to adjust the filler content or change the resin material. These changes made the insulating sheet expensive, resulting in an increase in manufacturing costs.
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は製造コストを低減することができる半導体モジュール及びその製造方法を得るものである。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain a semiconductor module and a method for manufacturing the same that can reduce manufacturing costs.
本開示に係る半導体モジュールは、フレーム部と、前記フレーム部の上面に実装された半導体素子と、前記フレーム部の下面に接合されたヒートシンクと、前記ヒートシンクの下面に設けられた絶縁シートと、前記フレーム部、前記半導体素子、前記ヒートシンクを封止してモジュール本体を構成する封止材とを備え、前記ヒートシンクの厚みは前記モジュール本体の厚みの50%以上であることを特徴とする。 A semiconductor module according to the present disclosure includes a frame portion, a semiconductor element mounted on an upper surface of the frame portion, a heat sink joined to a lower surface of the frame portion, an insulating sheet provided on a lower surface of the heat sink, and the semiconductor element mounted on the upper surface of the frame portion. The module includes a frame portion, the semiconductor element, and a sealing material that seals the heat sink to form a module body, and the thickness of the heat sink is 50% or more of the thickness of the module body.
本開示に係る半導体モジュールの製造方法は、ヒートシンクの下面に絶縁シートを設ける工程と、前記ヒートシンク及び前記絶縁シートを第1の金型に入れて第1の封止材により封止してモジュール下部を成形する工程と、前記第1の封止材から露出した前記ヒートシンクの上面にフレーム部を載せる工程と、前記フレーム部の上面に半導体素子を実装する工程と、前記モジュール下部、前記フレーム部及び前記半導体素子を第2の金型に入れ、前記フレーム部及び前記半導体素子を第2の封止材により封止してモジュール上部を成形する工程とを備えることを特徴とする。 A method for manufacturing a semiconductor module according to the present disclosure includes a step of providing an insulating sheet on the lower surface of a heat sink, and placing the heat sink and the insulating sheet in a first mold and sealing with a first sealing material to form a lower part of the module. a step of placing a frame portion on the upper surface of the heat sink exposed from the first sealing material; a step of mounting a semiconductor element on the upper surface of the frame portion; a step of molding the module lower part, the frame portion and The method is characterized by including the step of placing the semiconductor element in a second mold, sealing the frame portion and the semiconductor element with a second sealing material, and molding an upper part of the module.
本開示に係る半導体モジュールでは、絶縁シートがヒートシンクの下面に設けられ、ヒートシンクの厚みがモジュール本体の厚みの50%以上である。絶縁シートを発熱源である半導体素子から十分に離すことで、絶縁シートの熱破壊を抑制することができる。従って、高耐熱性の絶縁シートを必要としないため、製造コストを低減することができる。 In the semiconductor module according to the present disclosure, an insulating sheet is provided on the lower surface of the heat sink, and the thickness of the heat sink is 50% or more of the thickness of the module body. By sufficiently separating the insulating sheet from the semiconductor element, which is a heat source, thermal breakdown of the insulating sheet can be suppressed. Therefore, since a highly heat-resistant insulating sheet is not required, manufacturing costs can be reduced.
本開示に係る半導体モジュールの製造方法では、モジュール下部とモジュール上部を別々にモールド成形する。これにより、両者の樹脂材料とモールド成形条件の個別選択が可能となる。よって、製造プロセスを簡素化できるため、製造コストを低減することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor module according to the present disclosure, a lower module portion and an upper module portion are molded separately. This allows individual selection of both resin materials and molding conditions. Therefore, since the manufacturing process can be simplified, manufacturing costs can be reduced.
実施の形態に係る半導体モジュール及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A semiconductor module and a method for manufacturing the same according to an embodiment will be described with reference to the drawings. Identical or corresponding components may be given the same reference numerals and repeated descriptions may be omitted.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る半導体モジュールを示す断面図である。フレーム部1,2と端子3,4が同じ高さに設けられ、互いに分離している。フレーム部1の上面に半導体素子5,6が実装されている。例えば、半導体素子5はIGBTであり、半導体素子6はダイオードである。フレーム部2の上に制御素子7が実装されている。半導体素子5,6の上面電極が互いにワイヤ8により接続されている。半導体素子6の上面電極がワイヤ9により端子3の一端に接続されている。半導体素子5の制御電極が制御素子7にワイヤ10により接続されている。制御素子7と端子4の一端がワイヤ11により接続されている。制御素子7は端子4から入力した信号に応じて半導体素子5を駆動し、半導体素子5,6からの出力信号が端子3から出力される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor module according to a first embodiment.
フレーム部1の下面にヒートシンク12が接合されている。ヒートシンク12の下面に絶縁シート13が設けられている。絶縁シート13はエポキシ樹脂とフィラーの混合物である。フィラーは粒子状のセラミック系添加剤である。
A
封止材14がフレーム部1、半導体素子5,6、ヒートシンク12を封止してモジュール本体15を構成する。封止材14はエポキシ樹脂などである。端子3,4の他端がそれぞれモジュール本体15の側面から突出している。絶縁シート13の下面はモジュール本体15の下面で封止材14から露出している。絶縁シート13の下面に銅箔などを設けてもよい。モジュール本体15の下面が放熱面となる。放熱面は外部の放熱フィンとグリス材によって接着される。
The sealing
続いて、本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図2は、比較例に係る半導体モジュールを示す断面図である。比較例では、絶縁シート16がフレーム部1とヒートシンク12との間に配置されている。絶縁シート16が発熱源である半導体素子に隣接しているため、絶縁シート16が半導体素子5,6の最高温度とほぼ同じレベルの高温に晒される。従って、絶縁シート16を高耐熱性にする必要があるため、製造コストが上昇する。近年、SiCデバイスの実用化に伴い、比較例の構造では高い耐熱性を有する絶縁シートが必要となる。しかし、絶縁シート16の樹脂混合物のガラス転移温度が一般的に160~170℃であるため、大幅な耐熱性の向上は技術とコスト面で困難である。これに対して、本実施の形態では、絶縁シート13がヒートシンク12の下面に設けられているため、絶縁シート13を発熱源である半導体素子5,6から離すことができる。
Next, the effects of this embodiment will be explained in comparison with a comparative example. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a semiconductor module according to a comparative example. In the comparative example, an
比較例では、モジュール下面側の主な放熱経路の熱抵抗の1割がフレーム部1であり、9割が絶縁シート16である。一方、本実施の形態では、主な放熱経路の熱抵抗の1割がフレーム部1であり、3割がヒートシンク12であり、6割が絶縁シート13である。従って、本実施の形態では、主な放熱経路の熱抵抗における絶縁シート13の占める割合を減らすことができる。
In the comparative example, the
図3は、モジュール本体の厚みに対するヒートシンクの厚みの割合と絶縁シートの温度との関係を示す図である。発熱源である半導体素子5,6と絶縁シート13の間に存在する各層の材料の熱伝導率と縦方向の厚みにより熱抵抗を試算し、絶縁シート13の温度を計算した。モジュール本体15の厚みBに対するヒートシンク12の厚みAの割合A/Bが50%より小さい領域では、ヒートシンク12の厚みAが増加するほど絶縁シート13の温度が顕著に低下する。A/Bが50%以上になると絶縁シート13の温度低下がだんだん鈍ってくる。A/Bが75%に達すると絶縁シート13の温度低下が飽和する。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the ratio of the thickness of the heat sink to the thickness of the module body and the temperature of the insulating sheet. The temperature of the insulating
そこで、本実施の形態では、ヒートシンク12の厚みAをモジュール本体15の厚みBの50%以上とし(A/B≧0.50)、更に好ましくは75%以上とする(A/B≧0.75)。即ち、絶縁シート13を発熱源である半導体素子5,6から十分に離すことで、両者の間の伝熱経路の熱抵抗を敢えて高くしている。これにより、絶縁シート13の周囲温度が低下するため、絶縁シート13の熱破壊を抑制することができる。従って、高耐熱性の絶縁シートを必要としないため、製造コストを低減することができる。また、より高い動作温度のパワーデバイスを半導体素子5,6として搭載することができる。
Therefore, in this embodiment, the thickness A of the
半導体素子5,6からの熱流が熱容量の大きなヒートシンク12で熱拡散される。この際に過渡的な熱は平坦化されて放熱面から放出される。このように厚いヒートシンク12が熱流を外部へ放出する前に一旦溜め込むため、ヒートシンク12の下面に設けられた本実施の形態の絶縁シート13の周囲温度は、半導体素子5,6の直下に設けられた比較例の絶縁シート16に比べて20℃~30℃程度低くなる。ただし、両者の温度差は動作条件等により異なる。
The heat flow from the
また、比較例では、フレーム部1の高さがフレーム部2及び端子3,4よりも低いため、フレーム部1の上方の封止材14が厚くなる。従って、フレーム部1に実装された半導体素子5,6からモジュール上面までの熱抵抗がモジュール下面側の放熱経路の10倍以上になるため、モジュール上面側はほとんど放熱経路にならない。
Furthermore, in the comparative example, since the height of the
一方、本実施の形態では、端子3,4とフレーム部1,2が同じ高さである。このため、フレーム部1の上方の封止材14を薄くして、半導体素子5,6からモジュール上面までの熱抵抗を下げることができる。よって、モジュール全体での放熱性を向上することができる。また、フレーム部1の高さが高くなるため、絶縁シート13を発熱源である半導体素子5,6から離すことにも有効である。
On the other hand, in this embodiment, the
また、ヒートシンク12の材料として、コストと加工性の観点からアルミが用いられる。一方、フレーム部1の材料は銅等である。従って、ヒートシンク12の熱伝導率はフレーム部1の熱伝導率よりも低い。熱抵抗R[m2・K/W]は断熱材の厚さd[m]と熱伝導率λ[W/(m・K)]からR=d/λにより求められる。従って、発熱源である半導体素子5,6と絶縁シート13との間の熱抵抗が大きくなるため、絶縁シート13の周囲温度を下げることができる。なお、ヒートシンク12の材料がアルミより低熱伝導率の合金材であることが好ましい。
Furthermore, aluminum is used as the material for the
実施の形態2.
図4は、実施の形態2に係る半導体モジュールを示す断面図である。封止材14は、フレーム部1の下面側に設けられた第1の封止材14aと、フレーム部1の上面側に設けられた第2の封止材14bとを有する。第1の封止材14aと第2の封止材14bとの間に接合界面17が存在する。接合界面17を介して第1の封止材14aと第2の封止材14bは直接的に接合されている。接合界面17は目視又は分析により確認できる。第1の封止材14aと第2の封止材14bは同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a semiconductor module according to the second embodiment. The sealing
第1の封止材14aはヒートシンク12及び絶縁シート13の側面を覆っている。ヒートシンク12の上面は第1の封止材14aから露出し、第1の封止材14aの上面と面一である。第2の封止材14bは、フレーム部1,2及び端子3,4の上面及び側面、半導体素子5,6、制御素子7、ワイヤ8~11を覆っている。第2の封止材14bの下面はフレーム部1,2及び端子3,4の下面と面一である。フレーム部1の下面は第2の封止材14bから露出してヒートシンク12の上面に接している。
The
また、ヒートシンク12の断面は、絶縁シート13の側の下辺がフレーム部1の側の上辺よりも長い台形である。従って、熱源である半導体素子5,6から熱を受けるヒートシンク12の上面の面積が、外部の放熱フィンに熱を放出するヒートシンク12の下面の面積よりも小さい。これにより、半導体素子5,6と絶縁シート13との間の熱抵抗を更に大きくすることができ、絶縁シート13の周囲温度の上昇を更に抑制することができる。また、ヒートシンク12の全体に熱拡散ができるため、ヒートシンク12を小型化できる。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Further, the cross section of the
図5から図9は、実施の形態2に係る半導体モジュールの製造方法を示す断面図である。まず、図5に示すように、ヒートシンク12の下面に絶縁シート13を設ける。ヒートシンク12及び絶縁シート13を第1の金型18に入れる。次に、図6に示すように、第1の金型18に第1の封止材14aを注入して、ヒートシンク12及び絶縁シート13を第1の封止材14aにより封止してモジュール下部15aを成形する。図7に示すように、モジュール下部15aの上面は平坦であり、第1の封止材14aの上面とヒートシンク12の上面が面一になっている。
5 to 9 are cross-sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor module according to the second embodiment. First, as shown in FIG. 5, an insulating
次に、図8に示すように、モジュール下部15aの上面にフレーム部1,2と端子3,4を同じ高さで載せる。特に、第1の封止材14aから露出したヒートシンク12の上面にフレーム部1を載せる。フレーム部1の上面に半導体素子5,6を実装する。半導体素子5,6を端子3,4にワイヤ接続する。モジュール下部15a、フレーム部1,2、端子3,4の一部及び半導体素子5,6を第2の金型19に入れる。
Next, as shown in FIG. 8, the
次に、図9に示すように、第2の金型19に第2の封止材14bを注入して、フレーム部1,2及び半導体素子5,6を第2の封止材14bにより封止してモジュール上部15bを成形する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体モジュールが製造される。
Next, as shown in FIG. 9, the
従来は、フレーム部にチップを実装し、ワイヤをボンディングした後に一括してモールド成形を行っていた。モールド成形時の樹脂硬化の温度と圧力により、絶縁シートをフレーム部と接着していた。 Conventionally, chips were mounted on the frame, wires were bonded, and then molding was performed all at once. The insulating sheet was bonded to the frame part by the temperature and pressure of the resin curing during molding.
これに対して、本実施の形態では、モジュール下部15aとモジュール上部15bを別々にモールド成形する。従って、第1の封止材14aと第2の封止材14bの樹脂材料又はモールド成形条件が互いに異なっていてもよい。これにより、両者の樹脂材料とモールド成形条件の個別選択が可能となる。よって、製造プロセスを簡素化できるため、製造コストを低減することができる。また、それぞれの成形工程に最適化したプロセス設計が可能となり、製造品質が向上する。
In contrast, in this embodiment, the module
また、モジュール下部15aの上面が平坦であることが好ましい。これにより、モジュール下部15aの上面にフレーム部1,2と端子3,4を同じ高さで載せることができる。また、実施の形態1と同様に、ヒートシンク12の厚みはモジュール下部15aとモジュール上部15bの合計厚みの50%以上であるが、75%以上であることが好ましい。これにより実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態の製造方法は、実施の形態1のようにヒートシンク12の断面が長方形の場合にも同様に適用できる。
Further, it is preferable that the upper surface of the module
なお、半導体素子5,6は、珪素によって形成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成されたものでもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドである。このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成された半導体チップは、耐電圧性及び許容電流密度が高いため、小型化できる。この小型化された半導体チップを用いることで、この半導体チップを組み込んだ半導体装置も小型化・高集積化できる。また、半導体チップの耐熱性が高いため、ヒートシンクの放熱フィンを小型化でき、水冷部を空冷化できるので、半導体装置を更に小型化できる。また、半導体チップの電力損失が低く高効率であるため、半導体装置を高効率化できる。
Note that the
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Although the preferred embodiments have been described in detail above, they are not limited to the embodiments described above, and various modifications may be made to the embodiments described above without departing from the scope of the claims. Variations and substitutions can be made. Hereinafter, various aspects of the present disclosure will be collectively described as supplementary notes.
(付記1)
フレーム部と、
前記フレーム部の上面に実装された半導体素子と、
前記フレーム部の下面に接合されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクの下面に設けられた絶縁シートと、
前記フレーム部、前記半導体素子、前記ヒートシンクを封止してモジュール本体を構成する封止材とを備え、
前記ヒートシンクの厚みは前記モジュール本体の厚みの50%以上であることを特徴とする半導体モジュール。
(付記2)
前記ヒートシンクの厚みは前記モジュール本体の厚みの75%以上であることを特徴とする付記1に記載の半導体モジュール。
(付記3)
前記封止材は、前記フレーム部の下面側に設けられた第1の封止材と、前記フレーム部の上面側に設けられた第2の封止材とを有し、
前記第1の封止材と前記第2の封止材との間に接合界面が存在することを特徴とする付記1又は2に記載の半導体モジュール。
(付記4)
一端が前記半導体素子に接続され、他端が前記封止材の側面から突出した端子を更に備え、
前記端子と前記フレーム部は同じ高さであることを特徴とする付記1~3の何れかに記載の半導体モジュール。
(付記5)
前記ヒートシンクの断面は、前記絶縁シートの側の下辺が前記フレーム部の側の上辺よりも長い台形であることを特徴とする付記1~4の何れかに記載の半導体モジュール。
(付記6)
前記ヒートシンクの熱伝導率は前記フレーム部の熱伝導率よりも低いことを特徴とする付記1~5の何れかに記載の半導体モジュール。
(付記7)
前記絶縁シートは樹脂とフィラーの混合物であることを特徴とする付記1~6の何れかに記載の半導体モジュール。
(付記8)
前記半導体素子はワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする付記1~7の何れかに記載の半導体モジュール。
(付記9)
ヒートシンクの下面に絶縁シートを設ける工程と、
前記ヒートシンク及び前記絶縁シートを第1の金型に入れて第1の封止材により封止してモジュール下部を成形する工程と、
前記第1の封止材から露出した前記ヒートシンクの上面にフレーム部を載せる工程と、
前記フレーム部の上面に半導体素子を実装する工程と、
前記モジュール下部、前記フレーム部及び前記半導体素子を第2の金型に入れ、前記フレーム部及び前記半導体素子を第2の封止材により封止してモジュール上部を成形する工程とを備えることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
(付記10)
前記第1の封止材と前記第2の封止材の樹脂材料又はモールド成形条件が互いに異なることを特徴とする付記9に記載の半導体モジュールの製造方法。
(付記11)
前記モジュール下部の上面が平坦であり、
前記モジュール下部の上面に前記フレーム部と端子を載せ、
前記端子を前記半導体素子にワイヤ接続し、前記第2の封止材により封止することを特徴とする付記9又は10に記載の半導体モジュールの製造方法。
(付記12)
前記ヒートシンクの厚みは前記モジュール下部と前記モジュール上部の合計厚みの50%以上であることを特徴とする付記9~11の何れかに記載の半導体モジュールの製造方法。
(付記13)
前記ヒートシンクの厚みは前記モジュール下部と前記モジュール上部の合計厚みの75%以上であることを特徴とする付記9~11の何れかに記載の半導体モジュールの製造方法。
(Additional note 1)
A frame part,
a semiconductor element mounted on the upper surface of the frame portion;
a heat sink joined to the lower surface of the frame portion;
an insulating sheet provided on the lower surface of the heat sink;
a sealing material that seals the frame portion, the semiconductor element, and the heat sink to form a module body;
A semiconductor module, wherein the thickness of the heat sink is 50% or more of the thickness of the module main body.
(Additional note 2)
The semiconductor module according to
(Additional note 3)
The sealing material includes a first sealing material provided on the lower surface side of the frame portion, and a second sealing material provided on the upper surface side of the frame portion,
The semiconductor module according to
(Additional note 4)
further comprising a terminal having one end connected to the semiconductor element and the other end protruding from a side surface of the sealing material,
4. The semiconductor module according to any one of
(Appendix 5)
5. The semiconductor module according to any one of
(Appendix 6)
6. The semiconductor module according to any one of
(Appendix 7)
7. The semiconductor module according to any one of
(Appendix 8)
8. The semiconductor module according to any one of
(Appendix 9)
A step of providing an insulating sheet on the bottom surface of the heat sink,
placing the heat sink and the insulating sheet in a first mold and sealing with a first sealing material to mold a lower part of the module;
placing a frame portion on the upper surface of the heat sink exposed from the first sealing material;
a step of mounting a semiconductor element on the upper surface of the frame portion;
the step of placing the module lower part, the frame part, and the semiconductor element in a second mold, sealing the frame part and the semiconductor element with a second sealing material, and molding the module upper part. Features: A method for manufacturing semiconductor modules.
(Appendix 10)
9. The method of manufacturing a semiconductor module according to
(Appendix 11)
the upper surface of the lower part of the module is flat;
Place the frame part and the terminal on the upper surface of the lower part of the module,
11. The method of manufacturing a semiconductor module according to
(Appendix 12)
The method for manufacturing a semiconductor module according to any one of
(Appendix 13)
The method for manufacturing a semiconductor module according to any one of
1 フレーム部、3,4 端子、5,6 半導体素子、12 ヒートシンク、13 絶縁シート、14 封止材、14a 第1の封止材、14b 第2の封止材、15 モジュール本体、15a モジュール下部、15b モジュール上部、17 接合界面、18第1の金型、19第2の金型 1 frame part, 3, 4 terminal, 5, 6 semiconductor element, 12 heat sink, 13 insulating sheet, 14 sealing material, 14a first sealing material, 14b second sealing material, 15 module main body, 15a module lower part , 15b module upper part, 17 joint interface, 18 first mold, 19 second mold
Claims (13)
前記フレーム部の上面に実装された半導体素子と、
前記フレーム部の下面に接合されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクの下面に設けられた絶縁シートと、
前記フレーム部、前記半導体素子、前記ヒートシンクを封止してモジュール本体を構成する封止材とを備え、
前記ヒートシンクの厚みは前記モジュール本体の厚みの50%以上であることを特徴とする半導体モジュール。 A frame part,
a semiconductor element mounted on the upper surface of the frame portion;
a heat sink joined to the lower surface of the frame portion;
an insulating sheet provided on the lower surface of the heat sink;
a sealing material that seals the frame portion, the semiconductor element, and the heat sink to form a module body;
A semiconductor module, wherein the thickness of the heat sink is 50% or more of the thickness of the module main body.
前記第1の封止材と前記第2の封止材との間に接合界面が存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体モジュール。 The sealing material includes a first sealing material provided on the lower surface side of the frame portion, and a second sealing material provided on the upper surface side of the frame portion,
3. The semiconductor module according to claim 1, wherein a bonding interface exists between the first encapsulant and the second encapsulant.
前記端子と前記フレーム部は同じ高さであることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体モジュール。 further comprising a terminal having one end connected to the semiconductor element and the other end protruding from a side surface of the sealing material,
3. The semiconductor module according to claim 1, wherein the terminal and the frame portion have the same height.
前記ヒートシンク及び前記絶縁シートを第1の金型に入れて第1の封止材により封止してモジュール下部を成形する工程と、
前記第1の封止材から露出した前記ヒートシンクの上面にフレーム部を載せる工程と、
前記フレーム部の上面に半導体素子を実装する工程と、
前記モジュール下部、前記フレーム部及び前記半導体素子を第2の金型に入れ、前記フレーム部及び前記半導体素子を第2の封止材により封止してモジュール上部を成形する工程とを備えることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。 A step of providing an insulating sheet on the bottom surface of the heat sink,
placing the heat sink and the insulating sheet in a first mold and sealing with a first sealing material to mold a lower part of the module;
placing a frame portion on the upper surface of the heat sink exposed from the first sealing material;
a step of mounting a semiconductor element on the upper surface of the frame portion;
the step of placing the module lower part, the frame part, and the semiconductor element in a second mold, sealing the frame part and the semiconductor element with a second sealing material, and molding the module upper part. Features: A method for manufacturing semiconductor modules.
前記モジュール下部の上面に前記フレーム部と端子を載せ、
前記端子を前記半導体素子にワイヤ接続し、前記第2の封止材により封止することを特徴とする請求項9又は10に記載の半導体モジュールの製造方法。 the upper surface of the lower part of the module is flat;
Place the frame part and the terminal on the upper surface of the lower part of the module,
11. The method of manufacturing a semiconductor module according to claim 9, wherein the terminal is connected to the semiconductor element by wire and sealed with the second sealing material.
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